Процесс научного открытия

Существуют два подхода к процессам научного открытия с позиций И. и. При первом подходе не предпринимается попыток моделировать когнитивные процессы исследователей; здесь в основном используются технические методы И. и. Второй подход связан с мат. моделированием интеллектуальных процессов научного открытия.

Первый подход представлен машинными программами, к-рые открывают или повторно открывают научные и мат. знания. Используя набор изощренных эвристик, записанных в умещающемся всего на двух страницах LISP коде, автоматизированная вычислительная программа совершила целый ряд мат. открытий, включая принцип простых чисел (предположение о том, что любое четное число можно представить в виде суммы двух простых чисел) и осн. теорему арифметики. Шен разраб. широкую вычислительную архитектуру систем И. и. для совершения (научных) открытий, к-рая позволяет реализовать AM -программу и ее преемника EURISCO. Лэнгли, Саймон, Брэдшоу и Житков приводят описание целого ряда сложнейших программ, с помощью к-рых были заново открыты количественные законы в физике и астрономии. Напр., программа BACON. 3заново открыла, среди др., законы Галилея (об ускорении), законы Ома и третий закон движения планет Кеплера. В химических науках программа MetaDendral осуществила значительные открытия, к-рые были впоследствии опубликованы в элитарном научном журнале.

Второй подход представлен программой KEKADA, непосредственно и тщательно моделирующей эксперим. процедуры и научные открытия выдающегося биохимика Ганса Кребса, к-рому принадлежит приоритет в установлении природы эффекта орнитина и описании цикла мочевины. Кребс сделал свои открытия в 1932 г., а позднее Холмс — на основе лабораторных записей Кребса и интервью с ним — осуществил чрезвычайно подробную реконструкцию последовательности когнитивных и эксперим. событий, предшествовавших открытиям Кребса в области обмена веществ. Опираясь на эти описания Холмса, Кулкарни и Саймон создали KEKADA, программу И. и., к-рая имитировала биохимические открытия Кребса.

Процессы открытия KEKADA заключают в себе структуру управляющей логики высокого уровня, осн. на двухпространственной модели решения задач. Эта модель исследует, систематически и циклически, пространство образцов, состоящее из множества экспериментов и их результатов, и пространство правил (rule space), состоящее из гипотез и вложенных в них структур знаний. Эвристические операторы координируются для реализации поиска в пространстве образцов и пространстве правил.

Сравнительный анализ действий KEKADA с действиями Кребса показал высокую степень сходства с тем сложным и замысловатым процессом экспериментирования, к-рый привел к открытию орнитинового цикла. На основании этого почти полного сходства в действиях, Кулкарни и Саймон приходят к выводу, что KEKADA «представляет собой теорию стиля экспериментирования Кребса». Кулкарни и Саймон тж заключают, что в силу наличия в этой системе множества независимых эвристик широкой сферы действия, KEKADA представляет собой общую модель и общую теорию процесса научного открытия.

Вычислительные теории процессов научного открытия можно в целом понять на основе общей логики, к-рая включает набор базовых допущений.

«Исследования Кулкарни и Саймона по системе KEKADA будут использованы для проверки этих допущений и, т. о., для оценки самой логики вычислительных теорий научного открытия.

Допущение о том, что процессы творчества в научном открытии имеют познаваемый характер, может получить поддержку в случае признания того, что описания Холмса заслуживают нек-рой степени доверия.... Допущение о том, что творческие процессы научного открытия поддаются определению, м. б. подтверждено заданными в KEKADA дефинициональными эвристиками, к-рые включают способность к планированию и постановке экспериментов, к распознаванию неожиданных эксперим. рез-тов, к последовательному уточнению гипотез и продолжению стратегий управления систематическим экспериментированием.

Допущение о том, что процессы научного открытия представляют собой подмножества общих стратегий решения задач, получает поддержку в двух пространственной модели решения задач, к-рая обеспечивает общую суперструктуру для развертывания управляющей логики в системе KEKADA.

Допущение о том, что процессы научного открытия могут моделироваться на основе стандартных эвристик вычислительных систем для автоматического решения задач, поддерживается... содержащимся в KEKADA широким набором общих эвристик, потенциально применимых к решению научных проблем, выходящих за круг решенных Кребсом.»

Вычислительные теории процесса научного открытия по существу направлены на эмуляцию когнитивных процессов, в отличие от теорий челов. процессов научного открытия, к-рые учитывают мотивационные и аффективные процессы.

«Наши изыскания направляются тем, что мы обозначили принципом внутренней мотивации креативности:

Люди будут проявлять наибольшую креативность, если они ощущают, что мотивированы в первую очередь интересом, наслаждением, радостью и напряжением, исходящими от самой работы, а не внешними давлениями. В сущности, мы говорим, что любовь людей к своей работе имеет тесную связь с творческим характером их деятельности. Это утверждение находит безусловную поддержку в описаниях феноменологии творческого процесса. Большинство отчетов специалистов о творческих личностях, как и их собственные сообщения, наполнены высказываниями о глубокой увлеченности и невероятной любви таких людей к своей работе.»

Внутренняя мотивация как необходимое условие челов. творчества не является существенной для вычислительных систем научного открытия. В подходе к научному открытию с позиций И. и. достаточным условием служит наличие механизмов алгоритмов и эвристических операторов.

Представляется несомненным, что мат. системы научного открытия, такие как программы KEKADA и BACON. 3, могут приводить к впечатляющим рез-там. Следует заметить, однако, что эти системы являются индуктивными и требуют ввода исходных данных. Чтобы достичь творческих высот совр. теорет. физики, потребуются радикально новые вычислительные системы, к-рые выходят за пределы ограничений, накладываемых индуктивным методом.

См. также Теория алгоритмически-эвристических процессов, Каузальное мышление, Компьютерные программы, Общие системы, Системы и теории, Теоретическая психология

М. Уэгман

 

Исправительные заведения (correctional institutes)

 

И. з. обладают следующими определяющими характеристиками: а) постоянное проживание в месте лишения свободы законно осужденных преступников; б) преимущественное использование внешних и высокоструктурированных средств контроля поведения, к-рые зачастую носят аверсивный характер (напр. одиночное заключение, лишение привилегий); в) четкое разграничение ролей персонала и заключенных; г) как правило, стремление классифицировать преступника в соответствии с личностными характеристиками, досье судимостей или реабилитационным потенциалом и д) попытки изменить течение криминальной карьеры заключенного. Т. о., следственные тюрьмы и подобные им учреждения временного содержания не рассматриваются как И. з. К учреждениям, отвечающим этим критериям, относятся федеральные тюрьмы и тюрьмы штатов, школы производственной подготовки для несовершеннолетних преступников, больницы закрытого типа для невменяемых в отношении совершенного преступления лиц, лагеря для «почетных заключенных» и исправительно-трудовые колонии, к-рые являются частью пенитенциарной системы, а тж нек-рые пересыльные дома для особо опасных преступников (transition house for felons). В целом, ежегодно в тюрьмы попадает ок. четверти миллиона взрослого населения, и мн. тысячи несовершеннолетних преступников препровождаются в школы производственной подготовки. Количество заключенных в др. исправительные учреждения не представляется возможным установить. Далее, в дополнение к примерно 10 млн. американцев, арестовываемым ежегодно, мн. другие, к-рых не арестовывают, тем не менее в качестве превентивной меры содержатся в спецучреждениях, напр. в подведомственной судебным органам (forensic ward)закрытой больнице штата. В этом отношении, с середины 40-х гг. наблюдается обратная связь между количеством тех, кто содержится в И. з., подведомственных органам уголовной юстиции, и тех, кто находится в психиатрических учреждениях. Поскольку снижается количество направлений психически больных преступников в тюрьмы штатов, растет их число в закрытых больницах штатов.

Исторически первичная цель И. з., осн. на представлении о том, что злодеяние есть всегда злоумышление, состояла в исполнении наказания. Когда конкретная форма мести об-ва повлекла за собой лишение свободы, об-во защитило себя путем изоляции преступника. К сожалению, защита об-ва, вторая цель наказания, действует лишь на ограниченный период времени, в течение к-рого преступник зачастую еще больше укрепляется в своем криминальном поведении. Эта т. зр. поддерживается неизменно высокими показателями рецидивов, достигающих в среднем 66%. Третья цель И. з., устрашение, осн. на представлении о том, что наказание преступника будет служить негативным примером для других, тем самым снижая вероятность совершения подобных деяний. К сожалению, исход криминальных действий сопряжен с большой неопределенностью; неизвестно, насколько хорошо работает устрашение.

Последней целью И. з., лишь отчасти связанной с традиционными представлениями о возмездии, защите и устрашении, является реабилитация преступника. Это направление начало активно развиваться в 30-х гг. и его развитие идет до сих пор, несмотря на то что, по разным оценкам, врачебный персонал составляет менее 5% от персонала И. з. Как позволяют судить нек-рые обзоры соотв. литературы, реабилитация не оправдала возлагавшихся на нее надежд или, в лучшем случае, привела к неопределенным результатам и не оказала существенного влияния на рецидивизм. То же можно сказать и в отношении различных психол. подходов, нацеленных на изменение определенных аспектов поведения или личности преступников.

Право на лечение психол. расстройств, наряду с соматическими, было подтверждено рядом конституционных оснований. В целом, заключенным назначается лечение, если обнаруживаются серьезные и поддающиеся лечению симптомы, потенциально опасные для жизни в случае непредоставления надлежащей мед. помощи. Право на отказ от лечения тж было подтверждено, в особенности когда лечение рассматривается как инструмент поддержки политики администрации, а не облегчения страдания конкретного человека.

В целом, несмотря на внимание, уделяемое в И. з. конституционным вопросам, независимые исслед. свидетельствуют, что средний заключенный регулярно сталкивается с многочисленными нарушениями своих конституционных прав. В ряде психол. исслед. делается вывод о том, что это является следствием самой природы И. з., с его тотальным контролем над индивидуумом и дегуманизирующим влиянием как на персонал, так и на заключенных. Др. вопросы связаны с компетентностью врачебного персонала и администраторов, к-рые могут, напр., предполагать насильственные действия со стороны заключенного, невзирая на низкую обоснованность и достоверность своих прогнозов.

В последние десятилетия наметилась тенденция к росту согласованности во мнениях в отношении проблем И. з. Судебные специалисты демонстрируют совпадение позиций по следующим вопросам.

- На смену крупным тюрьмам и др. И. з. должны прийти менее крупные, многоцелевые заведения с гибкими программами и более гуманной атмосферой.

- Наиболее эффективный путь изменения И. з. видится в том, чтобы действовать через внесение законодательных инициатив, а не реформировать существующую исправительную систему своими силами изнутри.

- Несмотря на существующее сопротивление, коррекционные программы остаются жизнеспособной силой в работе И. з.

- Существует тенденция к созданию специализированных И. з. для таких категорий преступников, как совершившие преступление в состоянии невменяемости, женщины, подростки, умственно отсталые, а тж лица с высоким риском рецидивов.

- Более предпочтительным является фиксированный (не подлежащий сокращению) срок за совершенное преступление, с возможностью предоставления краткосрочных отпусков за хорошее поведение. Неопределенный срок сегодня рассматривается как несправедливый и опирающийся на необоснованное представление о возможности прогнозировать преступное поведение и эффективности существующих методов вмешательства.

- Стандарты для И. з. должны формулироваться в отношении каждого уровня коррекционной программы и соответствовать научному и соц. прогрессу, значимому для системы уголовного судопроизводства.

См. также Преступление, Уголовная ответственность, Судебная психология

X. В. Холл

 

Испытания при найме на работу (employment tests)

 

И. п. н. н. р. включают все методики психол. оценки, используемые работодателями при отборе и классиф. персонала. По существу, почти все типы психол. тестов могут использоваться (и в действительности уже использовались) при принятии кадровых решений.

В настоящее время в И. п. н. н. р. чаще всего используются тесты общих и специальных способностей. В пору становления данной области тестирования преобладали тесты общих способностей, из к-рых наиболее известны Армейские тесты «Альфа» и «Бета». Тесты общих способностей и поныне успешно применяются при И. п. н. н. р. Наряду с ними сегодня активно используются тесты общих способностей, специально разраб. для применения в промышленности, такие как Кадровый тест Вандерлика и Тест живости ума Терстоуна (Thurstone Test of Mental Alertness), несмотря на существование сильной тенденции к применению более специфических тестов способностей.

Тесты специальных способностей, как следует из названия, предназначены для оценки определенной узкой области спектра способностей индивидуума. Несмотря на то, что выполнение к.-л. работы предполагает определенный уровень интеллекта, это может быть необходимым, но недостаточным условием ее эффективного выполнения.

До недавних пор в сфере И. п. н. н. р. бытовало расхожее представление о том, что чем специфичнее конкретный вид работы, тем более специфичным должен быть тест, прогнозирующий успешность ее выполнения. Поэтому считалось, что различия рабочих заданий ослабляют валидность тестов, используемых в И. п. н. н. р. Недавние исслед. доказали, в целом, несостоятельность этой доктрины, поскольку было обнаружено обобщение (или, иначе говоря, возможность распространения) валидности на гораздо более широкое множество видов работ и тестов, чем это считалось ранее.

Валидность тестов, используемых в И. п. н. н. р., является важнейшей проблемой в данной области и зачастую оказывается яблоком раздора между администрацией и наемными работниками или их представителями.

Использование тестов в И. п. н. н. р. может приводить к злоупотреблениям и принятию дискриминационных решений в отношении работников. В связи с этим Комиссия по вопросу равных возможностей занятости (ЕЕОС)отстаивает ряд руководящих принципов проведения И. п. н. н. р. Для обеспечения надлежащего профессионального уровня в тестировании кандидатов на рабочие места, отделение промышленной и организационной психологии Американской психологической ассоциации издает сборники рекомендаций по проведению отбора персонала.

См. также Тестирование способностей, Практика найма рабочих и служащих, Тесты для отбора кандидатов, Тестирование и законодательство, Тесты Вандерлика

С. Р. Рейнолдс

 

Исследование методом двойного ослепления (duble-blind research)

 

И. м. д. о предполагает удержание как исследователей, так и испытуемых в «слепом неведении» относительно реализуемого вмешательства или воздействия. Необходимость использования процедур двойного ослепления вытекает из естественного желания исследователей получить положительные рез-ты проверки своих гипотез. Исследователи или их помощники могут непреднамеренно урезать шкалы в пользу эксперим. воздействия путем подсказок испытуемым, путем принятия решения в пользу эксперим. воздействия в ситуации, к-рая оказывается достаточно двойственной, чтобы предпочесть к.-л. из двух вариантов, или, в случае возникновении ошибок, путем непреднамеренного совершения ошибок в пользу эксперим. воздействия. Равным образом испытуемые, знающие, что они подвергаются эксперим. воздействию, ожидают и подчеркивают позитивные изменения, даже если последние являются естественными вариациями, не связанными с данным воздействием. В частности, если испытуемые рассчитывают впоследствии на получение помощи от исследователя, нек-рые из них пытаются реагировать так, как, по их представлениям, исследователь хотел бы, чтобы они реагировали, независимо от их действительного состояния.

В условиях двойного ослепления исследователи, помощники, испытуемые и др. участвующие в исслед. люди держатся в неведении о том, какие именно испытуемые подвергаются эксперим. воздействию (эксперим. группа), а какие — нет (контрольная группа). Если используются не различающиеся по внешнему виду воздействия, но т. о., что их может различать нек-рая нейтральная сторона, испытуемые обеих групп будут полагать, что они подвергаются эксперим. воздействию. В случае мед. исслед. контрольная группа может получить нейтральный препарат, наз. плацебо, к-рый по внешнему виду и по вкусу не отличается от эксперим. лечебного препарата. В мед. исслед. почти всегда используются процедуры двойного ослепления, поскольку вера в действенность лекарств зачастую может не уступать по своей эффективности самим лекарствам.

Процедуры двойного ослепления не могут использоваться в следующих случаях: а) знание о воздействии является частью самого воздействия; б) знание о том, какое воздействие будет благоприятным, явно вытекает из простого наблюдения воздействия или ощущения на себе его последствий; в) характер воздействия м. б. легко установлен на основе его побочных эффектов; г) сокрытие более благоприятного воздействия является нежелательным по этическим соображениям.

Отрицательная сторона метода двойного ослепления состоит в том, что приходится жертвовать терапевтическими знаниями ради достижения методологической точности; клиническая чувствительность специалиста сводится к минимуму тем, что он вынужден работать в условиях неведения. Кроме того, удерживание испытуемых в неведении может оказывать деморализующее воздействие как на специалиста, так и на испытуемого. По мнению Уильяма Гая и др., цели, к-рых пытаются добиться этим методом, вполне м. б. достигнуты путем привлечения независимой группы экспертов, остающейся «слепой», в отличие от тех, кто реализует эксперим. воздействие.

Исслед. в этой области показали, что мн. из этапов эксперим. процедур и видов эмпирических исслед. оказываются уязвимыми в отношении знания о желаемом рез-те. Роберт Розенталь обнаружил, что две трети ошибок наблюдателей поддерживали эту гипотезу. Хотя трактовка величины эффектов пока еще остается под вопросом, оценка Розенталем и Рубиным непреднамеренного влияния эффектов ожидания позволяет предположить, что по своей величине оно сопоставимо с эффектами, оказываемыми преднамеренными воздействиями.

См. также Контрольные группы, Каноны Милля, Методология (научных) исследований

Д. Р. Крэсвул

 

Исследование методом поперечных срезов (cross-sectional research)

 

Можно проводить различия между И. м. п. с., в к-рых сравниваются лица различного возраста (родившиеся в разное время), и исслед., опирающимися на др. методы орг-ции выборочного исследования. Традиционно поперечный метод сбора данных — часто наз. поперечным планом — принято противопоставлять так называемому продольному, или лонгитюдному плану, при к-ром возрастные сравнения проводятся в разных точках жизненного цикла лиц, родившихся в одно и то же время.

В психологии развития различия между рожденными в разные годы людьми часто называют когортными различиями. Если бы, напр., обнаружилось различие в среднем весе для выборок 47-летних мужчин в продольном и поперечном исслед., оно бы зачастую отражало именно такое когортное различие.

В поперечном (но не в продольном) исслед. различия в возрастах являются тж различиями в поколениях: различия в возрастах и в поколениях смешиваются в данном случае. В продольных исслед. различия в возрастах смешиваются с различиями в периодах истории. Такое смешение отсутствует в случае И. м. п. с.

Т. о., поперечные и продольные исслед. различаются между собой по виду смешения, неизбежно сопутствующего различиям в возрастах. Однако эти 2 вида исслед. существенно различаются между собой и в др. отношениях. Если используемые в различных возрастных группах переменные выражают те же самые атрибуты и оцениваются в одних и тех же единицах измерения, можно сказать, что продольное исслед. включает повторные измерения. Такой метод сбора данных позволяет изучать ретестовую интраиндивидную устойчивость мер — возможность, недостижимая в поперечных планах. Но если цель исслед. заключается в оценке эффектов, связанных с возрастами, эти эффекты могут смешиваться в случае повторных измерений с эффектами, к-рые возникают в рез-те более чем одного измерения той же самой вещи. В исслед. развития с этим связано одно важное различие: в поперечных исслед. отсутствует та твердая основа, на к-рую можно было бы опереться при формулировании выводов в отношении индивидуального развития. Такую основу предоставляют продольные планы с использованием или различающихся измерений, или повторных измерений.

Поперечную выборку испытуемых впоследствии можно дополнить продольным исслед. Для последующих продольных исслед. можно тж привлекать совершенно новые выборки испытуемых. При сочетании этих двух вариантов выборки испытуемых с уже упоминавшимися возможностями возникает целый ряд различных выборочных планов. Они тж оказываются полезными в исслед. развития.

См. также Методы эмпирического исследования, Контроль в эксперименте, Измерение

Дж. Л. Хорн

 

Исследование операций (operations research)

 

И. о. — сравнительно новая область, краткая история к-рой восходит к началу Второй мировой войны. Эта точная мат. наука содержит четко определенный набор общих принципов, к-рые обеспечивают исследователей планом реализации операций научного исслед. Он включает следующие стадии.

1. Формулирование проблемы.

2. Построение мат. модели, репрезентирующей исследуемую систему.

3. Получение решения из данной модели.

4. Проверка модели и полученного из нее решения.

5. Установление контроля за решением.

6. Практ. реализация решения: внедрение.